Testowanie tolerancji nikotyny u mszyc za pomocą eksperymentu ze sztuczną dietą

Rośliny mogą zwiększać produkcję wielu różnych metabolitów wtórnych w odpowiedzi na żerowanie owadów. Jedną z odpowiedzi roślin tytoniu na roślinożerność, która nie jest zwalczana przez owady, jest zwiększenie produkcji neurotoksycznego alkaloidu nikotyny za pomocą nikotyny. Jako przykład pokażę, jak przeprowadzić eksperyment w celu oceny toksyczności wtórnych metabolitów roślinnych wobec mszyc.

Niektóre linie MiSiS persky, zielonej mszycy brzoskwiniowej, przystosowały się do specjalizacji w uprawie tytoniu. Tutaj stawiamy hipotezę, że te linie przystosowane do tytoniu mają zwiększoną odporność na nikotynę w porównaniu z liniami nieadaptacyjnymi. Cześć, nazywam się John Ramsey.

Jestem studentem w laboratorium George'a Jandera w Instytucie Badań Roślin Bo Thompsona. Dzisiaj pokażę Wam procedurę pomiaru toksyczności metabolitów roślinnych wobec mszyc. Procedura ta polega na przygotowaniu sztucznej diety, do której roślina jest przedmiotem zainteresowania.

W tym przypadku nikotynę dodaje się w różnych stężeniach, umieszczając mszyce w klatkach, tak aby żywiły się tą dietą i licząc mszyce po kilku dniach, aby zmierzyć przeżywalność i płodność przy różnych stężeniach nikotyny. Więc zacznijmy. Z eksperymentem.

Możemy hodować mszyce na sztucznych dietach, wykorzystując ich styl żywienia, w którym wprowadzają wyspecjalizowany styl S do układu naczyniowego rośliny i spożywają dietę składającą się z soków przepływowych. Przygotowujemy płynną dietę podobną do tej, którą napotkane osoby A żywiły się rośliną składającą się z sacharozy i aminokwasów do tego roztworu. Następnie dodajemy metabolit roślinny o różnych stężeniach.

Interesuje nas badanie toksyczności, w tym przypadku nikotyny. W tym eksperymencie cztery dorosłe mszyce są zamknięte w małym plastikowym kubku. Żywią się płynną dietą pipetowaną między dwiema warstwami biofilmów rozciągniętych na wierzchu kubka po trzech dniach.

Toksyczność żywieniowa diet zawierających różne stężenia nikotyny jest porównywana z dietami kontrolnymi, licząc dorosłe i larwy mszyc w każdej filiżance. Teraz nadszedł czas na przygotowanie diety eksperymentalnej. Mam tutaj roztwór sacharozy i 20 aminokwasów.

Mszyce mogą przetrwać i rozmnażać się normalnie na tej diecie przez co najmniej tydzień. Teraz podałem tę dietę w jednym mililitrze, Alec Watts zawiera różne stężenia nikotyny od zera do 500 mikromolów w tych rurkach fendor, a następnie cztery mszyce są wybierane na czerwono lub zielono i umieszczane w tych eksperymentalnych kubkach. Pędzel służy do delikatnego zdejmowania mszyc z liści i wkładania ich do eksperymentalnego kubka.

Wybierając mszyce, ważne jest, aby wybrać owady o tej samej ogólnej wielkości i kolorze ciemniejszej mszycy, takie jak ta, która może być starsza i nieodpowiednia do tego eksperymentu. Następnie rozciągnę pierwszą warstwę kaprysu na wierzch kubka, aby zatrzymać mszyce. Następnie podam 100 mikrolitrów płynnej diety między dwie warstwy paraformy, a następnie rozciągnę drugą warstwę paraformu, zabezpieczając ją wokół krawędzi kubka.

Przebiłem te otwory wentylacyjne, aby upewnić się, że przez eksperyment jest dobry przepływ powietrza, i umieszczę ten kubek w tym uchwycie na rurkę i umieszczę go na stojaku w pomieszczeniu z owadami pod długim dniem fotografowania pod światłami. Możemy więc spojrzeć na wyniki eksperymentu, który rozporządziłem trzy dni temu w taki sam sposób, jak eksperyment, który właśnie zademonstrowałem. Mam po jednej filiżance, każda z zielonych i czerwonych mszyc na diecie nikotynowej zerowej, 10 mikromolowej, 100 mikromolowej i 1000 mikromolowej lub jednej milimolowej diecie nikotynowej .

I można zauważyć, że w diecie kontrolnej zero nikotyny mikromolowej, zarówno czerwone, jak i zielone mszyce przeżywają i rozmnażają się. Podobnie na diecie 10 mikromolowej mamy dużą liczbę potomstwa mszyc czerwonych. Nadal mamy zielone dorosłe osobniki, ale nie mają one zbyt wiele potomstwa.

Mogą więc odczuwać skutki działania nikotyny, nawet w stężeniu tak niskim, jak 10 mikromolowych. Tutaj nie ma żyjących dorosłych mszyc zielonych na diecie stu mikromolowych mszyc nikotynowych, ale mszyce czerwone przeżywają i rozmnażają się na tym samym poziomie co kontrola. Widać to na diecie zawierającej 1000 mikromolowych nikotyny.

Ani zielone, ani czerwone mszyce nie są w stanie przetrwać. Opierając się na tym, możemy rozważyć możliwość, że jedną z adaptacji, która pozwoliła czerwonej linii MiSiS zaatakować tytoń w terenie, jest zwiększona zdolność do detoksykacji nikotyny. Właśnie pokazaliśmy, jak przeprowadzić eksperyment z wykorzystaniem sztucznej diety do pomiaru toksyczności metabolitów wtórnych roślin wobec aphis.

Podczas przeprowadzania tych eksperymentów należy pamiętać, aby wybierać owady, które nie tylko są tej samej wielkości i koloru, ale także pochodzą z roślin w podobnych stadiach rozwoju. Więc to wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymentach.